(57)【要約】【課題】少なくとも３００μｍ以上の厚みを有する弾性層が積層された定着部材において、ニップ部での熱応答性を改善した定着部材を提供するとともに、画質は維持しつつもプロセススピードが１２０ｍｍ／ｓｅｃを超える高速仕様に適した定着部材を提供すること。【解決手段】基材上に少なくとも３００μｍ以上の厚みを有する弾性層が積層された定着部材において、前記弾性層は弾性層ゴム材の熱伝導率より高い熱伝導率を有する外壁から成る中空バルーンが配合されたシリコーンゴムから成ることを特徴とする。ここで、前記中空バルーンは、外壁を金属でコーティングされたガラスバルーンで成ることを特徴とする。【選択図】図１
2006017811.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材上に少なくとも３００μｍ以上の厚みを有する弾性層が積層された定着部材において、
前記弾性層は弾性層ゴム材の熱伝導率より高い熱伝導率を有する外壁から成る中空バルーンが配合されたシリコーンゴムから成ることを特徴とする定着部材。
【請求項２】
前記中空バルーンは、外壁を金属でコーティングされたガラスバルーンで成ることを特徴とする請求項１記載の定着部材。
【請求項３】
少なくとも一方がベルト形状を有する一対の定着部材で形成されたニップ部で、未定着画像の保持された転写材を挟時搬送させ、加熱定着させる加熱定着装置において、
ベルト形状を有する定着部材が請求項２記載の定着部材であることを特徴とする加熱定着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は複写機、プリンタ、ファクシミリ等のトナー画像形成装置の加熱定着装置に用いられる、特にプロセススピードが１２０ｍｍ／ｓｅｃを超える高速仕様が要求される装置に適した定着部材及び加熱定着装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、加熱定着装置は、一対の加熱されたローラとローラ、フィルムとローラ、ベルトとローラ、ベルトとベルトといった回転体が圧接されており、未定着のトナー画像を有した転写紙がこの回転体間（ニップ部）に挟持、搬送される。この過程で未定着トナー画像は、このニップ内において、加熱・軟化し、加圧力により記録紙へ押し付けられ、その後、冷却・固化を経て記録紙上にトナーの永久画像が形成される。
【０００３】
一般に、未定着トナーと接する側は、その形態に応じて定着ローラ、定着ベルト、定着フィルム等と呼ばれる。
【０００４】
近年、複写機、プリンタ、ファクシミリ等のトナー画像形成装置はカラー化が進み、これらに搭載される定着部材は、これら定着部材は金属、耐熱樹脂のローラ基材、ベルト基材、フィルム基材に、耐熱性の弾性体を、単層又は多層に積層して構成される場合が多い。弾性層はカラー画像の飛び散り、光沢ムラを防止する効果があり、少なくとも１００μｍ以上必要とされ、又、厚いほど効果が認められることが知られている。
【０００５】
しかしながら、弾性層を用いることで、熱伝導性が大きく損なわれるため、弾性層の熱伝導ＵＰの技術開発が盛んに行われてきた。例えば、特許文献１ではシリコーンゴム弾性層に酸化アルミ、酸化チタン、酸化鉄等の金属酸化物、又は石英等、熱伝導性無機充填材を配合する技術が開示されている。又、特許文献２ではベルト基材上に、熱伝導率が１．０×１０&#8211;3  〜５．０×１０&#8211;3  ｃａｌ／（ｃｍ・ｓｅｃ・℃）の付加反応型シリコーンゴムから成る２０〜２００μｍ厚みの弾性層を有する定着ベルトが開示されている。上記シリコーンゴムの熱伝導率を所定の値に調節するための充填剤としては、例えば、結晶質シリカ、アルミナ、酸化マグネシウム、酸化ベリリウム等の金属酸化物；ボロンナイトライド、窒化アルミニウム等の金属窒化物；炭化ケイ素等の金属炭化物等で代表される熱伝導性付与材料が挙げられている。
【０００６】
【特許文献１】特開平０１−０４０８６８号公報
【特許文献２】特開平０９−１７９４２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
加熱定着装置において定着部材はその内部に配置された加熱源から熱供給を受け高温に達している。先に述べたように、定着過程において未定着画像を有する転写紙は、ニップ通過時に定着部材表面から熱供給を受け、未定着トナー画像を溶融させ、定着画像を形成させる。転写紙はニップ内通過に伴い定着部材表面から熱供給を受け、その温度は上昇してゆくのに従い、定着部材表面は転写紙に熱を奪われることでその温度は低下してしまう。このとき、部材表面温度と転写紙表面温度の差が転写紙への供給熱量を支配する。従って、加熱定着装置の高速化対応を図るためには、ニップ内での定着部材と転写紙間の熱伝達効率を上げてニップ入り口から出口までの定着部材表面温度の低下を抑える必要がある。
【０００８】
弾性層を厚くすることで熱容量を上げ、その結果、定着部材表面で奪われる熱量に対してその温度低下を押さえることが可能である。
【０００９】
しかしながら、この場合定着部材の熱容量が大きいため、熱応答性が悪化し、２周目、３周目での温度回復が遅れ、例えば、転写紙前半部に比べ、後端部でグロスが低下する等、定着性に問題が生じる場合がある。
【００１０】
又、弾性層を薄くし定着部材の熱容量を下げることによって定着部材表面において転写紙に奪われた熱を瞬時に補給することで熱応答性は改善される。しかしながら、この場合は、先に述べたように、弾性層を薄くため満足できる画質が得られない場合がある。
【００１１】
又、弾性層の熱伝導ＵＰは一般に、先に述べたように金属酸化物、又は石英等、熱伝導性無機充填材を配合する技術が知られている。この場合、熱伝導向上に伴い弾性層の熱容量は増加するため、上記に述べた課題を解決するに至らなかった。
【００１２】
従って、加熱定着装置の高速化対応を図るためには、弾性層の厚みが厚くとも十分に熱応答性の高い定着部材が望まれていた。
【００１３】
本発明はトナー画像形成装置の加熱加圧定着装置に用いられる、少なくとも３００μｍ以上の厚みを有する弾性層が積層された定着部材において、ニップ部での熱応答性を改善した定着部材を提供するとともに、画質は維持しつつもプロセススピードが１２０ｍｍ／ｓｅｃを超える高速仕様に適した加熱定着装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するため、本発明は、基材上に少なくとも３００μｍ以上の厚みを有する弾性層が積層された定着部材において、外壁が弾性層ゴム材の熱伝導率より高い熱伝導率を有する外壁から成る中空バルーンが配合されたシリコーンゴムから成ることを特徴とする。
【００１５】
カラー画像の飛び散り、光沢ムラを防止する３００μｍ以上の厚みを有する弾性層が積層された定着部材において、配合されている中空バルーンは外壁の熱伝導が弾性層ゴム材の熱伝導率より高いので弾性層の熱伝導を向上させると共に、中空バルーンの熱容量は低いため、弾性層の熱容量は比較的低く抑えることができる。その結果、熱応答性は高いものになっており、プロセススピードが１２０ｍｍ／ｓｅｃを超える高速仕様の定着器に用いた場合においても、画質、定着性を満足したものになっている。
【００１６】
中空バルーンは、具体的には直径が1 ｍｍ以下、好ましくは５００μｍ以下の無機質の材料で構成された中空体に代表される無機系バルーンを準備する。特に、真比重が１．０ｇ／ｃｍ３
以下であるものが良い。無機系バルーン外壁には例えば、結晶質シリカ、アルミナ、酸化マグネシウム、酸化ベリリウム等の金属酸化物；ボロンナイトライド、窒化アルミニウム等の金属窒化物；炭化ケイ素等の金属炭化物等で代表される熱伝導性付与材料が被覆したものが使用される。
【００１７】
無機系バルーンとして、珪酸系バルーンと非珪酸系バルーンに分類され、珪酸系バルーンとしては、シラスバルーン、パーライト、ガラスバルーン、シリカバルーン、フライアッシュバルーン等が挙げられる。
【００１８】
非珪酸系バルーンとしては、アルミナバルーン、ジルコニアバルーン、カーボンバルーン等が挙げられれる。
【００１９】
これらの無機系バルーンの具体例として、シラスバルーンには、イヂチ化成（株）製のウインライト、三機工業（株）製のサンキライト、ガラスバルーンには、日本板硝子（株）製のカルーン、旭ガラス（株）製のセルスター  、３Ｍ（株）製のグラスバブルズフィラー、シリカバルーンとして、旭硝子（株）製のＱ−ＣＥＬ、フライアッシュバルーンとして、ＰＦＡＭＡＲＫＥＴＩＮＧ（株）製のＣＥＲＯＳＰＨＥＲＥＳ、アルミナバルーンとして、昭和電工（株）製のＢＷ、ジルコニアバルーンとして、ＺＩＲＣＯＡ（株）製のＨＯＬＬＯＷ  ＺＩＲＣＯＮＩＵＭ  ＳＰＨＥＥＳ、カーボンバルーンとして、呉羽化学（株）製クレカスフェア、等が例示される。
【００２０】
配合量は、シリコーンゴム材に対して３０部以上、好ましくは、５０〜１００部配合される。少な過ぎると、熱伝導性向上に対して十分な効果が期待できない。多量の配合は、混練性に問題が生じる場合がある。
【００２１】
前記目的を達成するため、本発明は、定着部材において、中空バルーンが外壁を金属でコーティングされたガラスバルーンで成ることを特徴とする。
【００２２】
無機系微少中空体は、熱容量低下を担うものであり、低熱容量を付与する気体の保持性及びシリコーンゴム材への分散性の観点からガラスバルーンが適している。
【００２３】
ガラスバルーンは、平均粒径が２００μｍ以下、平均密度が０．１〜０．６ｇ／ｃｃのものから選ばれる。平均粒径が２００μｍ以下のものは、均一分散が比較的容易であり、好ましくは、５０〜１５０μｍのものから選ばれる。平均密度が０．１ｇ／ｃｃ未満のものは、耐圧強度が１５ｋｇ／ｃｍ３
以下であり、強度的に問題があり好ましくは、０．１５〜０．４ｇ／ｃｃのものから選ばれる。該ガラスバルーンとして具体的には、商品名；グラスバブルズフィラーＫ１，Ｋ１５，Ｋ２０，Ｋ３７，Ｓ１５，Ｓ２２，Ｓ３２，Ｓ３８（住友３Ｍ株式会社製）、或はセルスターＺ２７，Ｚ３６，Ｚ３９，Ｚ４２，Ｚ４５（旭硝子株式会社製）等が例示される。
【００２４】
上記ガラスバルーン外壁にはメッキ法、蒸着法等で金属膜を被覆して用いられる。金属膜の厚みは1 〜１０μｍが適している。膜厚が薄いと充分な伝熱性向上が期待できず、厚過ぎると比重が大きくなり、配合した弾性層の熱容量が大きくなり適さない。
【００２５】
配合量は、シリコーンゴム材に対して３０部以上、好ましくは、５０〜１００部配合される。少な過ぎると、熱伝導性向上に対して十分な効果が期待できない。多量の配合は、混練性に問題が生じる場合がある。
【００２６】
上記外壁を金属でコーティングされたガラスバルーンの配合された弾性層は中空バルーン外壁の金属層を通して熱流は改善されるとともに、弾性層は中空バルーンが配合されているため、実質の熱容量は低く抑えられ、弾性層の熱応答性は向上する。
【００２７】
又、前記目的を達成するため、本発明は、少なくとも一方がベルト形状を有する一対の定着部材で形成されたニップ部で未定着画像の保持された転写材を挟時搬送させ、加熱定着させる加熱定着装置において、該ベルト形状を有する定着部材が前記定着部材であることを特徴とする。
【００２８】
定着ベルトが充分な熱応答性を有しているため、画質は維持しつつもプロセススピードが１２０ｍｍ／ｓｅｃを超える場合において、定着性が確保できる。
【００２９】
上記構成要件を満たすことにより、 トナー画像形成装置の加熱加圧定着装置に用いられる、少なくとも３００μｍ以上の厚みを有する弾性層が積層された定着部材において、ニップ部での熱応答性を改善した定着部材を提供すると共に、画質は維持しつつもプロセススピードが１２０ｍｍ／ｓｅｃを超える高速仕様に適した加熱定着装置を提供することを可能としたものである。 
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、定着ベルトの熱応答性を向上により、熱供給遅れに起因する記録紙先端、後端でのグロス差を抑え、小型化、高速化を指向した加熱定着装置に適した定着ベルト及び加熱定着装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００３２】
図１は本実施の形態における定着ベルト１０の層構成模型図の一例である。本例の定着ベルト１０は、基層となる金属無端ベルトから成るベルト状基材１と、その外面に積層したシリコーンゴム弾性層２と、接着層３を介してシリコーンゴム弾性層２に被覆されたＰＦＡチューブ４、更に、ベルト状基材１の内面に積層した摺動層５との複合構造を有する。ここで、シリコーンゴム弾性層２は、少なくとも３００μｍ以上の厚みを有し、外壁がシリコーンゴム弾性層ゴム材の熱伝導率より高い熱伝導率を有する外壁から成る中空バルーンが配合されている。
【００３３】
シリコーンゴム定着ベルト１０において、摺動層５が内面側（ベルトガイド面側）であり、ＰＦＡチューブ４が外面側（加圧ローラ面側）である。ベルト状基材１とシリコーンゴム弾性層２との間、或はベルト状基材１と摺動層５との間には、接着のためにプライマー層（不図示）を設けても良い。プライマー層はシリコーン系、エポキシ系、ポリアミドイミド系等の公知のものを使用すれば良く、その厚さは、通常、１〜１０μｍ程度である。
【実施例１】
【００３４】
ａ．ベルト状基材１：
ベルト状基材は、その内部に設けられた加熱源からの熱エネルギをシリコーンゴム弾性層に伝達可能な高熱伝導性と定着ベルトとしての可撓性を保有する必要があり、具体的にはＳＵＳ、ニッケル合金、アルミニュウム等金属材料をもってこれを構成することが適している。
【００３５】
熱容量を小さくしてクイックスタート性を向上させるために、膜厚は１００μｍ以下特に６０μｍ以下、１５μｍ以上であることが好ましい。ベルト状基材が厚みが１５μｍ未満の場合は定着ベルトとしての機械的強度に問題が生じ、６０μｍ以上では定着ベルトとしての可撓性が不足する場合がある。
【００３６】
電鋳法によって得られたニッケル電鋳ベルトの寸法精度は高いことが知られており、定着ベルトのベルト状基材に好適である。
【００３７】
本実施例のベルト状基材１はＳＵＳ等の円柱状母型を電鋳浴に浸漬させ、母型表面に電鋳プロセスにより成長させたニッケル（合金）から成り、厚み２５μｍの外径３０ｍｍのものを準備した。  
ｂ．弾性層２：
上記基材上に弾性層を設ける。予めプライマーを均一に塗布、乾燥させたベルト状基材に、先ず、中空バルーンの外壁が金属でコーティングされたガラスバルーンを配合されたシリコーンゴム材料を３００μｍ以上所定の厚みになるように設け、加熱硬化しシリコーンゴム弾性層を形成する。
【００３８】
ガラスバルーンは表面には無電解メッキ法を用いて所定の厚みにニッケル層をコーティングしたものを用いる。具体的には、所定のガラスバルーンを５０℃の２０％ＫＯＨ水溶液中で３分間超音波条件下で脱脂、水洗後、更に５０℃純水中３分間超音波条件下で水洗、０．３ｇ／Ｌ濃度のＰＨ３．０に調整された５０℃ＳｎＣｌ２水溶液中でセンシタイジング処理、水洗後、０．３ｇ／Ｌ濃度のＰＨ３．０に調整された５０℃ＰｄＣｌ２水溶液中でアクチベーティング処理、水洗を経て無電解メッキ処理を行った。無電解メッキ処理はエンプレートＮＩ−４１１Ａ（６０ｍＬ／Ｌ；メルテックス社製）、エンプレートＮＩ−４１１Ｂ（１８０ｍＬ／Ｌ；メルテックス社製）、蒸留水、界面活性剤から成る浴組成の無電解メッキ浴中で浴温度８０℃の条件で行った。膜の成長速度は概ね０．２μｍ／ｍｉｎであり、膜厚は処理時間により調整する。
【００３９】
上記要領によって調整した本実施例における金属被覆ガラスバルーンを表１に示す。
【００４０】
【表１】
2006017811.tif 000003
ガラスバルーン  ニッケル層厚み  比重
金属被覆ガラスバルーン１  グラスバブルスＫ１（住友３Ｍ社製）平均粒径：１５０μｍ  比重：０．１０  ５μｍ  １．５５
金属被覆ガラスバルーン２  グラスバブルスＫ１５（住友３Ｍ社製）平均粒径：１００μｍ  比重：０．１５  ５μｍ  ２．１２
金属被覆ガラスバルーン３  グラスバブルスＫ１５（住友３Ｍ社製）平均粒径：１００μｍ  比重：０．１５  ３μｍ  １．５７
金属被覆ガラスバルーン４  セルスターＺ２７（旭硝子社製）平均粒径：６０μｍ  比重：０．２７  ５μｍ  ２．４５
ここで、平均粒径とは顕微鏡観察により視野内任意の１０個におけるバルーンの（長径＋短径）／２の平均値を１０μｍ単位で表示したものを指す。又、比重はＡＳＴＭＤ２８４１エアーコンパリソンピクノメータ使用した。
【００４１】
該ガラスバルーンを所定量液状シリコーンゴム材材料ＤＹ３５−５６１Ａ／Ｂ（熱伝導率０．２５Ｗ／ｍ・Ｋ）に配合し、混合攪拌、シリコーンゴム材料を調整した。
【００４２】
このような弾性体層は公知の方法、例えば、液状のシリコーンゴム等の材料をブレードコート法等の手段によって金属層上に均一な厚みでコート、加熱硬化する方法；液状のシリコーンゴム等の材料を成形型に注入し加熱硬化する方法；押出成形後に加硫硬化する方法；射出成形後に加硫硬化する方法等で形成すれば良い。本実施例は下記に示すリングコート法を用いて液状シリコーンゴム材を用いて形成した。
【００４３】
図３にリングコート法の概略図を示す。
【００４４】
基板上に外周にベルト基材４１を装着したアルミ製の円筒体保持冶具４１１を水平に且つ軸中心に回転させ、軸方向に水平移動させることができる塗工台４２がある。更に、基板上には水平方向には動かずリング形状の塗工ヘッド４３１を円筒体保持冶具中心軸垂直平面上で移動自在に保持している塗工ヘッド保持部４４が取り付けられている。該塗工ヘッド４３１は、移動方向終端部には塗工後のベルト外径とほぼ等しい内径を持ち、その前方にはベルト基材外周と接触し円筒体保持冶具軸方向に円筒体保持冶具軸と同軸に相対移動させるためのガイド部分を持っている。このガイド部分の塗布液通過部分の断面積は塗工膜断面積より大きく作られており、塗工後のベルト外径とほぼ等しい内径である該塗工ヘッド移動方向終端部に塗布液が充分に供給できるようになっている。
【００４５】
塗工ヘッド４３１と円筒体保持冶具上ベルト基材１とのギャップ部分に塗布液を供給する供給口は、該塗工ヘッドと一体でも良いし別部材でも良いが、本例では別部材の塗布液供給ノズル４５として塗工ヘッド進行方向前方に設けてある。又、塗布液供給位置は塗布液粘度及び塗工厚みの関係で液落ちしない状態であれば円筒体の上方に限らず、どの位置でも良いが、本実施例では円筒体保持冶具４１１の上方から行った。塗布液の供給方法は単位時間当り一定量の供給を行った。
【００４６】
又、塗布液供給ノズル４５は塗液搬送用のチューブ４６で定量（時間当たり）吐出可能な電動式のシリンダポンプ７に接続しており、そこから塗液４８が供給される。シリンダーポンプは液の脈動が起きないため、安定した吐出が可能である。
【００４７】
塗工液を前述したリング塗工装置を用い各基材ベルト上に塗工、加熱硬化、所望の厚みのシリコーンゴム弾性層つき定着ベルトとした。
【００４８】
加熱工程において、ベルト基材は塗工液後の液状シリコーンゴムがダレるのを防止するため、１０ＲＰＭの回転速度で回転させた。加熱硬化工程は、ベルト基材に略平行に近赤外線ランプを配置し、塗工表面がおよそ２００℃なるよう調整、２０分間行った。
【００４９】
シリコーンゴム弾性層２のシリコーンゴム厚みは良好な定着画像品質が得るために３５０μｍに設定した。
【００５０】
ｃ．接着層３：
接着層には付加反応型自己接着性シリコーンゴムを用いる。付加反応型自己接着性シリコーンゴムは一般的に（イ）アルケニル基を含有するジオルガノポリシロキサン、（ロ）オルガノハイドロジェンポリシロキサン、（ハ）白金系触媒、及び（ニ）接着成分であるエポキシ基、アルコキシ基等の官能基を一分子中に有する有機ケイ素化合物を含有する付加硬化型シリコーンゴム組成物から成り、本実施例では粘度３．２Ｐａ・ｓものを用いた。
【００５１】
接着層の形成は次の要領でなされる。即ち、シリコーンゴム弾性層に自己接着性シリコーンを塗布した後、表層として機能するＰＦＡチューブの一端部を保持してシリコーンゴム弾性層付きベルトへのＰＦＡチューブ被覆方向の被覆開始側より接着剤を供給しつつ、接着剤の潤滑作用を利用して被覆する。その後、ＰＦＡチューブ表面を扱き接着層厚みを調整し、加熱硬化し所定の厚みの接着層を形成する。このとき、自己接着性シリコーンの粘度が低いと流動性が良く、薄く仕上げることが容易となる。
【００５２】
接着層厚みは熱伝導を確保するため１０μｍ以下にするのが望ましく、本実施例においては８μｍに調整した。
【００５３】
ｄ．ＰＦＡチューブ４：
ＰＦＡチューブは接着性を確保するために内面を脱フッ素化した熱収縮性のものを用いるのが良い。内面を脱フッソ化する手法は、化学的処理として金属ナトリウムとナフタリンの錯体のテトラヒドロフラン溶液、金属ナトリウムのアンモニウム溶液等を処理剤として用いるアルカリ金属ナトリウム法が挙げられる。物理的処理としてはグロー放電、コロナ放電、電子線を利用した方法が挙げられる。ＰＦＡチューブの内径はシリコーンゴム弾性層付きベルト外径に比べ−０．１ｍｍ〜＋０．１ｍｍのものが選ばれる。内径が小さ過ぎる場合、挿入時にチューブの裂けが発生したり、塑性変形により均一な表面が得られなく場合がある。
【００５４】
本実施例ではアルカリ金属ナトリウム法で処理された厚み３０μｍのＰＦＡチューブを用いた。
【００５５】
ｅ．摺動層５：
摺動層４は本発明の必須成分ではないが、本発明の像加熱定着装置を作動させる際の駆動トルクの低減を図る上で設けることが好ましい。その材質は、特に限定されず、高耐熱性で強度が高く、表面が滑らかにできるものを選べば良い。摺動層４としては、ポリイミド樹脂等が好ましい。尚、必要に応じて、摺動層には摺動剤としてフッソ樹脂粉末、グラファイト、二硫化モリブデン等を摺動層に含有させても良い。
【００５６】
摺動層４の厚さとしては５μｍ以上、特に１０μｍ以上が好ましく、１００μｍ以下、特に６０μｍ以下が好ましい。摺動層４が余りに薄いと耐久性が不足することがある。摺動層４が余りに厚いと定着ベルトの熱抵抗が大きくなり、立ち上がり時間が長くなることがある。
【００５７】
このような摺動層は公知の方法、例えば、液状の材料をコート・乾燥・硬化等の方法、或は予めチューブ化したものを貼り付ける方法等で形成すれば良い。
【００５８】
本実施例では摺動層として厚み１５μｍのポリイミド層を設けた。ポリイミドワニス（Ｕ−ワニスＳ：宇部興産社製）をニッケル電鋳無端ベルトから成るベルト状基材１の内面にディップ法により塗工、２００℃の循環式温風乾燥炉で３０分乾燥後、引き続いて２５０℃に温度を上げ更に３０分加熱、摺動層を形成してある。
【００５９】
上記要領によって下記表２に示す弾性層から成る本発明の実施例の定着ベルト及び比較のための定着ベルトを製造した。
【００６０】
【表２】
2006017811.tif 000004
シリコーンゴム弾性層
配合剤        配合部数（部）  厚み
実施例１  金属被覆ガラスバルーン１  １９０      ３５０
実施例２  金属被覆ガラスバルーン２  １２０      ３５０
実施例３  金属被覆ガラスバルーン３  ９０      ３５０
実施例４  金属被覆ガラスバルーン４  １４０      ３５０
比較例１  アルミナ          ２２０      ５０            比較例２  アルミナ          １５０    ３５０
比較例３  グラスバブルスＫ１５（住友３Ｍ社製）  ３００  ３５０
次に、本発明の加熱定着装置の実施の形態について説明する。
＜加熱定着装置１＞
本実施例の定着ベルトは下記に示すに搭載することができる。
【００６１】
図２は本発明における加熱定着装置２００の横断面模型図の一例である。本例において加熱定着装置２００は加熱体としてセラミックヒータを用いたベルト加熱方式の装置であり、定着ベルト２１０は前述の本発明のものである。
【００６２】
ベルトガイド２１６ｃは耐熱性・断熱性のベルトガイドである。加熱体としてのセラミックヒータ２１２は、ベルトガイド２１６ｃの下面のほぼ中央部にガイド長手に沿って形成具備させた溝部に嵌入して固定支持させてある。そして、円筒状若しくはエンドレス状の本発明の定着ベルト２１０はベルトガイド２１６ｃにルーズに外嵌させてある。
【００６３】
加圧用剛性ステイ２２２はベルトガイド２１６ｃの内側に挿通してある。
【００６４】
加圧部材２３０は、本例では弾性加圧ローラである。この加圧部材２３０は、芯金２３０ａにシリコーンゴム等の弾性層２３０ｂを設けて硬度を下げたもので、芯金２３０ａの両端部を装置の不図示の手前側と奥側のシャーシ側板との間に回転自由に軸受け保持させて配設してある。弾性加圧ローラは、表面性を向上させるために、更に外周にＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＰＦＡ（テトラフルオロエチレン／パーフルオロアルキルエーテル共重合体）、ＦＥＰ（テトラフルオロエチレン／ヘキサフルオロプロピレン共重合体）等のフッ素樹脂層を設けても良い。
【００６５】
加圧用剛性ステイ２２２の両端部と装置シャーシ側のバネ受け部材（不図示）との間にそれぞれ加圧バネ（不図示）を縮設することで、加圧用構成ステイ２２２に押し下げ力を作用させている。これにより、ベルトガイド部材２１６ａの下面に配設した摺動板２４０の下面と加圧ローラ２３０の上面とが定着ベルト２１０を挟んで圧接して所定幅の定着ニップ部Ｎが形成される。尚、ベルトガイド部材２１６としては、耐熱フェノール樹脂、ＬＣＰ（液晶ポリエステル）樹脂、ＰＰＳ（ポリフェニレンスルフィド）樹脂、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）樹脂等、耐熱性に優れた樹脂を用いる。  
加圧ローラ２３０は、駆動手段Ｍにより矢示のように反時計方向に回転駆動される。この加圧ローラ２３０の回転駆動による加圧ローラ２３０と定着ベルト２１０との外面との摩擦力で定着ベルト２１０に回転力が作用して、定着ベルト２１０はその内面が定着ニップ部Ｎにおいてセラミックヒータ２１２の下面に密着して摺動しながら、矢示のように時計方向に加圧ローラ２３０の回転周速度にほぼ対応した周速度でベルトガイド２１６ｃの外回りに回転する（加圧ローラ駆動方式）。
【００６６】
本実施例では外径２０ｍｍの加圧ローラを用いてある。
【００６７】
プリントスタート信号に基づいて加圧ローラ２３０の回転が開始され、又、セラミックヒータ３１２のヒートアップが開始される。加圧ローラ２３０の回転による定着ベルト２１０の回転周速度が定常化し、セラミックヒータ２１２の温度が所定温度に立ち上がった状態において、定着ニップ部Ｎの定着ベルト２１０と加圧ローラ２３０との間に被加熱材としてのトナー画像ｔを担持させた被記録材Ｐがトナー画像担持面側を定着ベルト２１０側にして導入される。そして、被記録材Ｐは定着ニップ部Ｎにおいて定着ベルト２１０を介してセラミックヒータ２１２の下面に密着し、定着ベルト２１０と一緒に定着ニップ部Ｎを移動通過していく。その移動通過過程において、セラミックヒータ２１２の熱が定着ベルト２１０を介して被記録材Ｐに付与され、トナー画像ｔが被記録材Ｐ面に加熱定着される。定着ニップ部Ｎを通過した被記録材Ｐは定着ベルト２１０の外面から分離して搬送される。
【００６８】
加熱体としてのセラミックヒータ２１２は、定着ベルト２１０・被記録材Ｐの移動方向に直交する方向を長手とする低熱容量の横長の線状加熱体である。チッ化アルミニウム等でできたヒータ基板２１２ａと、このヒータ基板２１２ａの表面にその長手に沿って設けた発熱層２１２ｂ、例えばＡｇ／Ｐｄ（銀／パラジウム）等の電気抵抗材料を約１０μｍ、幅１〜５ｍｍにスクリーン印刷等により塗工して設けた発熱層２１２ｂと、更に、その上に設けたガラスやフッ素樹脂等の保護層２１２ｃを基本構成とするものである。尚、用いるセラミックヒータはこのようなものに限定される訳ではない。
【００６９】
そして、セラミックヒータ２１２の発熱層２１２ｂの両端間に通電されることで発熱層２１２ｂは発熱し、ヒータ２１２が急速に昇温する。そのヒータ温度が温度センサ（不図示）に検知され、ヒータ温度が所定の温度に維持されるように制御回路（不図示）で発熱層１２ｂに対する通電が制御されてヒータ２１２は温調管理される。
【００７０】
セラミックヒータ２１２は、ベルトガイド２１６ｃの下面のほぼ中央部にガイド長手に沿って形成具備させた溝部に、保護層２１２ｃ側を上向きに嵌入して固定支持させてある。定着ベルト２１０と接触する定着ニップ部Ｎには、このセラミックヒータ２１２の摺動部材２４０の面と定着ベルト２１０の内面が相互接触摺動する。ニップ巾は記録紙のニップ滞留時間確保するため、プロセススピードに対応して変更される。
＜加熱定着装置・定着ベルト性能の評価＞
加熱定着装置・定着ベルト性能の評価は、シアンの未定着トナー画像を上記実施例、比較例の定着ベルトを搭載した前記加熱定着装置に通紙し、定着ベタ画像を、記録紙先端領域と後端領域のそれぞれのグロスを５箇所ずつ測定その平均値の差を評価すると共に目視によりグロスの不均一性を確認した。未定着トナー画像は、キヤノン（株）製のカラーＬＢＰ『カラーレーザーショットＬＢＰ−２０４０』を用い、未定着トナーが転写された記録紙を定着前に取り出すことで得た。記録紙は標準厚みの８２ｇ／ｍ2  紙で評価した。加熱定着装置１の定着温度は１９０℃、ニップ巾６．５ｍｍ、加熱定着装置２のプロセススピード１２０ｍｍ／ｓｅｃ、ニップ巾８．０ｍｍ、１８０ｍｍ／ｓｅｃに設定してある。
【００７１】
光沢度の測定には、光沢度計（ＰＧ−３Ｄ、入射・反射角度＝７５°、日本電色株式会社）を用い、光沢度９６．９の黒色ガラスを基準とし、測定した。
【００７２】
結果は表３に示す通りである。
【００７３】
【表３】
2006017811.tif 000005
定着ベルト  加熱定着装置１  加熱定着装置１
グロス差    グロスの不均一性  グロス差  グロスの不均一性
実施例１  ○        ＯＫ      ○        ＯＫ
実施例２  ○        ＯＫ      ○        ＯＫ
実施例３  ○        ＯＫ      ○        ＯＫ
実施例４  ○        ＯＫ      ○△        ＯＫ
比較例１  ○        ＮＧ      ○        ＮＧ
比較例２  ×        ＯＫ      ×        ＯＫ
比較例３  ×        ＯＫ      ×        ＯＫ
１２０ｍｍ／ｓｅｃをプロセススピードに設定した加熱定着装置１において、実施例１〜４の定着ベルトの場合、定着ベタ画像は先端、後端でのグロス差は認められず良好な画像が得られた。
【００７４】
一方、比較例１の定着ベルトはシリコーンゴム弾性層の熱伝導性は充分高く、厚みを薄くして熱容量を下げており、充分な熱応答性があるため、定着ベタ画像は先端、後端でのグロス差は認められないが、弾性層厚みが薄いため良好な画像が得られなかった。被記録材或はトナー層の凹凸に追従し切れず画像光沢ムラが発生してしまう。
【００７５】
比較例２の定着ベルトはシリコーンゴム弾性層の熱伝導性は充分高いが、弾性層の熱容量が大きく、熱応答性が悪化し、２周目、３周目での温度回復が遅れるため、転写紙前半部に比べ、後端部でのグロス低下が顕著であった。
【００７６】
比較例３の定着ベルトはゴム層の熱容量はその厚みに比べ低くなっているものの、熱伝導性が劣り、満足な定着ができていない。
【００７７】
１８０ｍｍ／ｓｅｃをプロセススピードに設定した加熱定着装置２においても同様の結果が得られたが、実施例４のベルトに関しては若干劣るものの実用上問題ないレベルの結果が得られた。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明の定着ベルトの層構成模型図の一例である。
【図２】本発明における加熱定着装置の概略構成図である。
【図３】実施形態例の定着ベルト製造に用いたリングコート装置の概略構成図である。
【符号の説明】
【００７９】
１        ベルト状基材
２        シリコーンゴム弾性層
３        接着層
４        ＰＦＡチューブ
５        摺動層
２００    加熱定着装置
２１０    定着ベルト
２１２    セラミックヒータ
２１６Ｃ  ベルトガイド
２２２    加圧用剛性ステイ
２３０    加圧部材（加圧ローラ）
２４０    摺動板
Ｎ        定着ニップ部
ｔ        トナー画像
Ｐ        被記録材
【図１】
2006017811.tif 000006
【図２】
2006017811.tif 000007
【図３】
2006017811.tif 000008